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    有源晶振替換無源晶振,成本高出60%

    返回列表 來源:廣瑞泰電子 瀏覽:- 發布日期:2015-01-09 11:33:00【


           眾所皆知,無源晶振的價格通常比有源晶振的成本低得多,追其所在只因有源晶振無需外部電路借助起振,其內部集成石英晶體、晶體管、電阻電容等元件,只需要外加適當電源就能正常工作。而無源晶振自身無法震蕩,需要借助外部電路起振,有人分析說,當有源晶振取代無源晶振在電路中使用,成本將會提高60%。如下表格所示

    晶振電路元件價格(RMB)晶振總價
    有源晶振電路
    有源晶振
    4元4.0
    無源晶振電路無源晶振0.81.4
    無緣沖反相器0.5
    電容,電阻0.1

          盡管成本會高出60%左右,但有源晶振依然是工程師們的寵兒,無源晶振相對有源晶振來說,其缺點就是信號質量較差,通常需要精確匹配外圍電路,如同我們以上表格中所說到的電容,電阻,電感等元器件。晶振頻率調整時外部配置的電路也需要做相應的調整。有源晶振精度較高,抖動較低,低消耗,盡管價格會高出無源晶振電路,但有源晶振的精度往往能高出無源晶振,比如無源晶振高精度為5ppm,而有源晶振的精度則可以達到0.1ppm。精度越高,頻率穩定性也更好。
         有源晶振在穩定性上要勝過無源晶振,但也有自身小小的缺陷,有源晶振的信號電平是固定,所以需要選擇好合適輸出電平,靈活性較差。
         無源晶體是有兩個引腳的無極性元件,如圖1(a)。正常工作時,需要借助外部電路產生振蕩信號,自身并不需要單獨外加電源。



    圖1晶體和晶振


    而有源晶振一般有四個引腳,如圖1(b),其內部集成石英晶振、晶體管、電阻電容等元件。晶振是一個完整的振蕩器,只需要外加適當電源就能正常工作,無需其他外加

    1.晶體變晶振

    采用晶體外加無緩沖反相器等元件組成晶振電路,原理及元件如圖2.



    圖2無緩沖反相器和晶體組成的晶振電路


    電路中電阻和電容的選擇取決于反向器增益、頻率穩定性、功耗、晶體特性和啟動時間等,推薦參數如表2.



    表2參數選擇


    U1:增加U1B主要是為了增大輸出能力。無緩沖反相器的型號可以選擇NXP、ON、TI等廠家的雙反相器芯片。

    RF:反向器的反饋電阻,它將反向器偏置在線性區域內。選擇的RF值需要足夠大,以便反向器的輸入阻抗可以與晶體匹配。通常情況下,選擇的值在1MΩ與10MΩ之間。

    RS:將反向器的輸出與晶體隔離開來,防止寄生高頻振蕩,以便獲得良好的波形。通過選擇大約等于容抗的值(RS≈XC2)可以獲得可以接受的結果。

    C1、C2:選擇C1和C2的值時,要使C1和C2的并聯值等于晶體數據表中指定的建議負載電容(CL)。另外,電容的選擇還關系到晶振的啟動時間、相移、諧振頻率等。

    2.參數測試

    測試電路時,我們選用了三種不同頻率的晶體(見表3)和三個廠家的無緩沖反相器進行組合測試,測試結果見表4.
     



    表3晶體參數

    表4多種電路的測試統計


    頻率:由晶振的調整頻差(25℃±2℃)可以知道,晶體頻率在其容忍頻率范圍內變動是允許的。表4中的測試頻率均在允許范圍內,并且變動范圍較小。

    占空比:數字系統對占空比要求并不嚴格,如果用在精確占空比的場合,用戶需要對該參數進行篩選和測試。

    啟動時間:使用示波器的電平觸發功能,測量從系統上電到輸出穩定波形的時間。

    高低溫測試:根據晶體的工作溫度,分別測試和記錄了電路在85℃、70℃、50℃、25℃、0℃、-20℃、-40℃下的輸出頻率、占空比等參數,晶振均能順利啟振并參數正常。由于數據較多,篇幅有限,這里就不再列舉。



        而無論是無源晶振,還是有源晶振,都有自身的優點和缺點所在,若考慮產品成本,建議可以選擇無源晶振電路;若考慮產品性能,建議選擇有源晶振電路,省時方便也能保證產品性能。瑞泰電子為迎合廣大市場需求,列舉出市場受歡迎的進口晶振品牌。

    日本
    1,愛普生晶振。該公司成立于19425月,總部位于日本長野縣諏訪市,是數碼映像領域的全球多企業。分別在中國,馬來西亞,印尼,歐美等地有加工生產地
    2
    ,西鐵城晶振。在1930年正式成立。一直以來,西鐵城都以為市民所喜愛,為市民作貢獻作為企業理念。在中國廣西梧州有加工生產基地
    3
    ,精工晶振。海外辦事處有日本,香港,深圳,上海,臺灣,韓國,德國,美國。
    4
    ,日本大真空晶振。成立于1959年,至今已長達55年的歷史了,被號稱為全球多的晶振制造商之一。在泰國,中國,日本,天津,印度尼西亞分別擁有自己的加工生產地
    5
    ,日本村田制造所。該公司于194410月創業,195012月正式改名為株式會社村田制作所,創業者是村田昭。在日本,中國,蘇州,無錫分別擁有自己的加工生產地
    6
    ,日本NDK晶振。公司成立于1948年,是世界第二大石英晶體元器件生產企業。NDK在日本建有多個工廠,海外則在中國、馬來西亞、美國分別建立了工廠。其銷售網點也遍布世界各地。
    7
    ,日本京瓷晶振。其前身乃是1959年在日本京都成立的京都陶瓷株式會社。
    臺產
    1,臺灣鴻星晶振,公司1979年在杭州成立,主要生產電阻器,電容器。公元1991年在臺灣投入石英晶體的研發制造,1991年在中國大陸拓展生產基地。
    2,臺灣晶技(TXC晶振)。公司成立于198312月,致力于插件和貼片晶振的研發,設計,生產和銷售??偣疚挥谂_北市,分別在平鎮,寧波,重慶擁有自己的加工廠。

    3,臺灣希華。成立于1988年,專精于石英頻率控制元件之研發、設計、生產與銷售。以及石英晶體、晶體振蕩器、晶體濾波器、溫度補償型及電壓控制型產品等??偣疚挥谂_中,全球據點有馬來西亞,日本,江蘇無錫,深圳。

    4,臺灣嘉碩。成立于1997年,主要技術團來自摩托羅拉電子通訊零件事業部。
    5
    ,臺灣泰藝,成立于民國89年,是一家生產石英頻率控制元件制造廠商,總部位于臺灣,在美國和中國大陸均有生產基地。
    6
    ,臺灣加高。成立于1976年,是一家制造石英晶體頻率元器件的廠商。


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